1000kV交流特高压设计交流-齐立忠.ppt

随着交流特高压试验示范工程的顺利投运和安全运行，特高压交流输电将进行规模化推广，需要系统掌握特高压技术规律，深入开展特高压关键技术研究，支撑后续工程设计优化，大力提高特高压技术的先进性和经济性，因此依托锡盟-南京工程开展了一批科研课题，同时开展了相关设计专题研究工作，其中线路17个、变电12个，以期对工程设计形成全面的技术支撑。 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 5.1 可靠度定义 结构可靠性是工程结构在规定时间内和规定条件下，完成规定功能的能力。其概率度量称为结构可靠度。 结构可靠度指标是一个综合性的度量指标，包含了对结构的安全性、适用性与耐久性的要求，是一个国家根据自己的具体情况综合确定的。 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 5.2 结构可靠度分类 结构可靠度按分析方法的不同分为静力可靠度和动力可靠度。 结构静力可靠度，是指将作用在塔架上的风荷载处理成不随时间变化的静力荷载，而荷载的大小以及构件的抗力被处理成随机变量。 结构动力可靠度是在动力随机荷载作用下，结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率大小。与结构静力可靠度分析不同的是结构动力可靠度分析将外荷载处理成随机过程而非随机变量。 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 5.3 我国现行500kV线路杆塔结构可靠度分析 我国目前正在运行的500kV送电线路杆塔结构因设计年代不同而按两种规范进行设计：一是《架空送电线路设计技术规程》SDGJ3－79(下文简称为旧设计规程)，一是《110～500kV架空送电线路设计技术规程》DL/T5092－1999(以下简称DL/T5092－1999)和《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154－2002(以下简称DL/T5154－2002)。 2007年，先关科研单位对2000年后的220kV～500kV输电线路倒塔事故情况统计如下表： 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 通过对以上统计样本分析，无论使用旧规程还是使用新规程设计，我国500kV线路杆塔失效概率为（5—7）×10-4，倒塔事故率在我国当前的社会经济发展水平下，基本上是可以接受的。 从安全等级水平来看，杆塔结构可靠度指标β≥3.2，与我国《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068－2001的二级安全等级延性破坏结构的可靠度指标一致。 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 5.4 1000kV杆塔目标可靠度 由于特高压线路是国家电网坚强智能电网的骨干支架，相对于500kV线路，线路输送容量大幅度提高，一旦出现倒塔事故，会严重影响整个电网的安全稳定运行，同时事故抢修所需花费的工作量和费用成倍增加。因此特高压线路的可靠度应较500kV线路有一定提高。 根据我国《建筑结构可靠度设计统一标准》的原则以及国外做法，科研单位综合分析了输电线路可靠度指标的影响因素，提出1000kV线路杆塔目标可靠度可提高至3.7，与我国建筑结构荷载规范的一类延性结构的可靠度指标相当。 5 杆塔结构可靠度和重要性系数 5.5 达到目标可靠度的设计手段 杆塔结构重要性系数取1.1； 设计基本风速重现期取100年。 6 杆塔风振系数 6.1 振系数计算 杆塔结构的顺风向相应可分解为平均风和脉动风，脉动风的考虑是在平均风基础上乘以风振系数来实现。 现行《110kV～750kV架空输电线路设计规范》中，对杆塔本身当全高不超过60米时，风振系数按《规范》给定表格取值，当杆塔全高超过60m时，应按《建筑结构荷载规范》GB50009－2001)计算，采用由下到上逐渐增大的数值，但其加权平均值不低于1.6。 1000kV线路铁塔由于串长及对地距离较500kV线路要大得多，其高度大部分在100-120米，远远超过规范的取值范围，需要按照《建筑结构荷载规范》规定的内容计算。 但是，荷载规范的推荐的计算方法仅适用于具有连续变化外形和质量的塔式结构，而输电结构并不符合这一特点，计算误差较大。 由于输电塔顺风向振动属于随机振动，因此应按照随机振动理论计算风振系数。 6 杆塔风振系数 6.2 1000kV线路杆塔风振系数推荐取值 对于目前常用塔型可按照下表选取风振系数，但对于体型复杂的铁塔仍需按随机振动理论计算风振系数。 1000kV单回路杆塔风荷载调整系数 6 杆塔风振系数 1000kV双回路杆塔风荷载调整系数 6 杆塔风振系数 5.3 风振系数算例 以本工程典型塔型SZ272P为原型（右图），采用ANSYS 10.0建立三维有